已知圆C:x2+y2=4,直线l过点P(1,2),且与圆C交于A,B两点,若|AB|=23,求直线l的方程.
题目
已知圆C:x
2+y
2=4,直线l过点P(1,2),且与圆C交于A,B两点,若
|AB|=2,求直线l的方程.
答案
分两种情况考虑:
(i)当直线l的斜率不存在时(或直线l与x轴垂直),
由P(1,2),得到直线l为x=1,
该直线与圆x
2+y
2=4相交于两点A(1,
),B(1,-
),
满足|AB|=2
,符合题意;(4分)
(ii)当直线l的斜率存在时,设直线l的斜率为k,
由P(1,2),得到直线l方程为y-2=k(x-1),即kx-y+(2-k)=0,
由圆的方程x
2+y
2=4,得到圆心坐标为(0,0),半径r=2,
∴圆心到直线l的距离d=
,又|AB|=2
,
∴d
2+(
)
2=r
2,即(
)
2+(
)
2=4,
整理得:-4k=-3,解得:k=
,
此时直线l的方程为
x-y+(2-
)=0,即3x-4y+5=0,(11分)
综上,直线l的方程为x=1或3x-4y+5=0.(12分)
分两种情况考虑:当直线l的斜率不存在时,根据直线l过P点,由P的坐标得出直线l的方程为x=1,经验证满足题意;当直线l的斜率存在时,设出斜率为k,由P及k表示出直线l的方程,根据圆的方程找出半径r=2及圆心坐标,再利用点到直线的距离公式表示出圆心到直线l的距离d,进而由弦长的一半,圆的半径r及弦心距d,利用勾股定理列出关于k的方程,求出方程的解得到k的值,可得出此时直线l的方程,综上,得到所有满足题意的直线l的方程.
直线与圆相交的性质;直线的一般式方程.
此题考查了直线与圆相交的性质,涉及的知识有:直线的点斜式方程,圆的标准方程,勾股定理,垂径定理,以及点到直线的距离公式,利用了分类讨论的思想,当直线与圆相交时,常常根据垂径定理由垂直得中点,进而由弦长的一半,圆的半径及弦心距构造直角三角形,利用勾股定理来解决问题.
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